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亚明专栏

示设备具有相同的性能，2011年国际电信联盟（ITU）制定了 时发行拷贝必须用指数特性对压缩了的动态范围进行扩展。
ITU-R BT.1886技术标准，把“显像管”的伽玛定为2.4，这 拍摄底片采用对数特性的第二个作用，是抑制多次复制使
也是标准动态范围（SDR）显示伽玛特性的国际标准。 胶片乳剂颗粒噪波叠加造成的信噪比下降，这与模拟电视采用
在实际产品方面，所有显示设备的伽玛值都大于2.2，其 非线性伽玛校正提高信噪比的道理是一样的。拍摄时底片的对
中家庭电视机的伽玛为2.4-2.6，电脑显示器的伽玛为2.5- 数特性为暗部分配了更多的密度资源，放映时发行拷贝的指数
2.6，DCI/SMPTE标准的数字电影放映机伽玛为2.6，市场上 特性压低了暗部颗粒噪波的可见性。
没有任何显示设备产品支持γ=1的线性伽玛。因为显示设备都 与无法改变的显像管电-光转换特性不同，通过调整感光
采用了非线性的显像管伽玛，所以线性的图像信号必须经过伽 乳剂配方和冲印工艺，胶片的感光特性既可以是非线性的对数
玛校正才能正常显示。 和指数，也可以是线性的。因此，胶片的拍摄和放映采用对数
和指数特性并不是被动的，而是主动的有意为之。
·电影胶片的伽玛特性
·小结
与电视一样，在胶片电影的制作流程中，拍摄和显示（放
映）的胶片伽玛也都是非线性的。 综上所述，胶片电影与电视殊途同归，都是利用人眼的对
与电视摄像机相似，拍摄用的底片（彩色负片）也是伽玛 数特性，采用非线性伽玛合理利用资源，压缩传输和记录的动
值小于1的低反差对数特性，其伽玛值为0.6，与电视摄像机的 态范围，达到了用尽可能少的资源实现更高性能的目的。
伽玛值0.45相近，再现低反差负像。 对比电影和电视，比较对数特性的低反差图像与指数特性
在胶片电影制作流程中，作为拍摄素材的底片经过光学曝 的高反差图像之间的差别，可以直观地看到非线性伽玛校正如
光的接触复印后得到翻正（中间正片），翻正片是伽玛值为1的 何在拍摄时压缩、显示时扩展动态范围，并在终端呈现正常对
线性特性，只是把底片的负像转换成了正像并不改变伽玛值， 比度图像。
因此翻正仍然是伽玛值为0.6的低反差图像。 从图6可以看到，低反差的对数伽玛再现了更多灰度层
次，但把很大的动态范围压缩到了较小的对比度范围内；高反
差的指数伽玛扩展了动态范围和对比度但损失了灰度层次，这
两种灰度失真的图像都不是正常的对比度。显然，传输和记录
这种压缩了动态范围的信号比处理线性信号更节省资源。

图5 胶片电影制作流程
剪接后的翻正片再经过接触复印就得到了翻底（中间负
片），与翻正片一样翻底片也是伽玛值为1的线性特性，因此翻
底和底片一样仍然是伽玛值为0.6的低反差负像。
翻底是用于印制发行拷贝的，用于放映的发行拷贝伽玛值
为2.6至3，与显像管相似都是伽玛值大于1的高反差指数特性， 图6 不同伽玛值的图像反差对比
印制低反差底片时可以得到放映需要的正常对比度图像。
为了适应影院的黑暗观看环境和低亮度的投影图像，包
括拍摄、制作和放映，胶片电影的系统伽玛γ =0.6x3≈1.8 为什么显示与拍摄伽玛需要匹配？
（放映拷贝伽玛为2.6时γ =0.6x2.6≈1.56），比电视的系
统伽玛大，因此银幕上放映的图像对比度比实际景物大。
由此可见，去掉胶片特有的正片、负片和不影响伽玛特性 由于伽玛的非线性特性，显示伽玛与拍摄伽玛必须匹配，
的中间片因素，胶片电影的拍摄和电视摄像机一样也是非线性的 伽玛不匹配时再现的图像会出现灰度和彩色失真。
对数特性，放映（显示）和显像管一样也是非线性的指数特性。 在BT.1886发布之前电视行业没有统一的显示伽玛标准，
拍摄底片（彩色负片）采用对数特性的作用，是在记录时 因为显像管时代显示伽玛主要取决于显像管自身的原生物理特
利用人眼的非线性对动态范围进行压缩，这样就能够用有限的 性，不同厂商生产的显像管产品伽玛值并不完全相同，很难统
胶片密度资源记录更高的亮度动态范围，因此在放映（显示） 一。显像管退出市场后为规范采用平板显示器件的监视器伽玛

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